2.2 Использование зеленой евглены в биотехнологии

Эвглена весьма плодовита — для роста популяции достаточно лишь наличие воды и света, а кроме того, она обладает высокими пищевыми характеристиками, поскольку содержит 59 видов питательных веществ: витаминов, минералов, аминокислот и т. д. К тому же, способность поглощать большие количества двуокиси углерода даёт надежду на возможность использовать эвглену для решения экологических проблем.

В последнее время особое внимание привлекает к себе деятельность японского венчурного предприятия, работающего над созданием биотехнологии, направленной на решение проблемы продовольствия и охраны окружающей среды при помощи эвглены. Питательная ценность и способность этих одноклеточных водорослей поглощать двуокись углерода могут спасти мир.

Акционерная компания Euglena Co., Ltd., штаб-квартира которой находится в токийском районе Бункё — это венчурное предприятие, которое пользуется повышенным вниманием в связи со своей деятельностью в области производства и продажи сырья для диетических продуктов питания и косметических средств, а также в сфере разработки биологического топлива с использованием эвгленовых водорослей.

Диетические пищевые добавки, напитки, печенье и другие продукты, изготавливаемые с использованием сухого порошка из эвглены, активно обсуждаются как обильный источник легко усваиваемых питательных веществ.

Из выращенной культуры эвглены с помощью центробежных сепараторов удаляют воду (слева), затем её высушивают в распылительной сушилке (в центре). Полученный порошок эвглены (справа) используют в качестве добавки при изготовлении продуктов питания и т. п. Приведено на рисунке 7.

О свойствах эвглены ученые начали узнавать с 1998 года. Но“Эвглену очень трудно разводить”. На тот момент в мире не было ни одного прецедента успешного массового разведения эвгленовых водорослей. Ученые стремились создать технологию разведения эвглены, однако разработка метода культивирования сталкивалась с массой трудностей.

Культивировать эвгленовые водоросли оказалось затруднительно: размножающуюся эвглену тут же поедали другие микроорганизмы. Поэтому пришлось рассмотреть иной подход к реализации замысла: отказаться от попыток подобрать условия, которые защитили бы эвглену от естественных врагов, а вместо этого заняться созданием условий, в которых не смогут существовать никакие другие организмы, кроме эвглены. Когда это удалось, удалось и наполнить культивированной эвгленой стоящие на открытом воздухе резервуары для её разведения.

Сейчас создатели этого метода получают запросы о практическом использовании эвглены со всего мира. А для этого необходимо повышать стабильность процесса и качество производимой эвглены. Ведётся производство эвгленовых водорослей с характеристиками, оптимальными для производства пищевых продуктов и биологического топлива, которые поставляются в исследовательские учреждения.

Жиры эвглены как топливо для реактивной авиации(показано на рис.8).

Компания Euglena Co., Ltd. занимается созданием функциональных пищевых продуктов из эвгленовых водорослей. В то же время большие ожидания связывают и с использованием высоких питательных свойств эвглены не только в пищевой промышленности, но и в производстве корма для скота. Более того, совместно с университетами и другими предприятиями ведутся разработки в области связывания двуокиси углерода, а также производства биотоплива.

Особенно впечатляют исследования, связанные с использованием эвглены в производстве топлива для реактивной авиации. Вырабатываемые и накапливаемые в организме эвглены в процессе метаболизма жиры имеют состав, делающий их пригодными для использования в качестве реактивного топлива, что вселяет надежду на создание топлива реактивной авиации нового поколения.

Ведутся и разработки, связанные с созданием технологии сокращения эмиссии двуокиси углерода. Эвгленовые водоросли осуществляют фотосинтез даже в среде с высоким уровнем концентрации двуокиси углерода. Поэтому в настоящее время проходят практические испытания по сокращению выбросов углекислого газа методом разведения эвглены с использованием газообразных отходов тепловой электростанции.

Так выглядит резервуар для разведения эвглены до (слева) и через один час после (справа) пропускания газообразных отходов. После пропускания через воду газообразных отходов эвглена продолжает жить и размножаться. Процесс показан на рисунке 9.

В мире насчитывается около 1.8 млрд последователей ислама, которые не употребляют свинину. У многих из этих людей наблюдается нехватка в организме витамина B1. Нам хотелось бы попытаться решить эту проблему с помощью витаминов, которые содержатся в эвглене, — говорит президент Euglena Co., Ltd. В настоящее время компания уже получила сертификат соответствия производства эвглены требованиям, предъявляемым к халяльной пище, и теперь она планирует развернуть реализацию продукции в странах мусульманского мира, начиная с Бангладеш.

Биотехнология, которая использована для производства эвглены компанией Euglena Co., Ltd, является одной из сфер, где Япония способна продемонстрировать своё превосходство. Японцы издавна пользуются технологиями ферментации с использованием микроорганизмов при изготовлении сакэ, соевого соуса, пасты мисо из соевых бобов и т. п. Для производства продуктов питания и энергоносителей из эвглены используются аналогичные технологии, в которых задействованы микроорганизмы [4].

Постоянно добывать в естественных водоемах эвглену смысла нет, поскольку ее можно с легкостью культивировать в домашних условиях и получать стабильный приплод. Для разведения эвглены зеленой обычно используют сенный настой или же ил со дна пересохших водоемов. Также можно взять почву пересохшего водоема, положить ее в трехлитровую банку слоем в несколько сантиметров и залить отстоянной водой.

В эту среду помещают культуру эвглен, которую можно взять у другого аквариумиста. Одного лишь этого для хорошего развития культуры недостаточно, поскольку эвглена зеленая нуждается в подкормке.

При благоприятном состоянии среды вода с культурой буквально через неделю явно заметно зеленеет из-за большого количества размножившихся эвглен. Для того, чтобы извлечь эвглену зеленую из воды и приготовить ее для кормления рыб, необходимо собрать пипеткой или небольшой клизмой зеленую пленку с поверхности воды в наиболее ярко освещенных местах.

Эту жидкость с собранными эвгленами пропускают через мельчайшую капроновую ткань и, опустив последнюю в аквариум с мальками, совершают рукой колебательные движения - таким образом эвглены попадают в воду и поедаются мальками.

Для разведения на луговом сене культуру эвглен помещают в чистую отстоянную воду и подкармливают сенным настоем, в котором содержатся сенные палочки.

Для приготовления настоя необходимо взять на 1 л воды 10 г лугового сена и прокипятить его минут 15-20. Когда настой остынет, его пропускают через многократно сложенную марлю и хранят в стеклянном сосуде, закрытом ватно-марлевым тампоном.

Через 2-3 дня сенный настой будет готов для внесения в культуру. Его добавляют небольшими порциями в культуру эвглен при снижении интенсивности их размножения. Срок хранения этого настоя – 1 месяц.

Рис.7. Процесс получения порошка зеленой эвглены. 1-Центробежный сепаратор, 2-сушилка, 3-полученный порошок

Рис.8. Культивирование с целью создания биотоплива

Рис.9. Культивирование эвглены с использованием газообразных отходов ТЭС